项目名称:超深埋长大水工隧洞建设关键技术及应用 推荐 …

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对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:研发了高地应力隧洞建筑岩爆防治施工 工法和隧洞高压大流量裂隙水治理施工工法,并推广应用于锦屏二级隧洞工程中。
(10)中国水利水电第五工程局有限公司,第 10 完成单位 对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:参与提出了强岩爆综合防治技术,共同
研发了应力解除爆破和掌子面状态修正技术,并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞 工程。
ZL 2008 1
中国水电顾问集团华 单治钢,张春生,
中国
2011-8-31 第 832939 号
有效
0061514.2
东勘测设计研究院 陈祥荣,侯靖
深埋岩石应力解除无损取样
ZL 2009 1
中国水电顾问集团华
发明专利
中国
2011-10-5 第 848044 号
单治钢,褚卫江 有效

0099097.5
东勘测设计研究院
深部岩样初始损伤分布测定
ZL 2010 1
中国水电顾问集团华 严鹏,单治钢,
发明专利
中国
2012-5-23 第 948539 号
有效
方法
0196610.5
东勘测设计研究院 陈祥荣
一种 TBM 掘进时围岩应力变
ZL 2010 1
发明专利
中国
2012-7-4
化测量方法
0246961.2
中国水电顾问集团华 张春生,陈祥荣,
发明专利 有效状态
中国水电顾问集团华 张春生,褚卫江,
第 792176 号
有效
东勘测设计研究院 刘宁
一种多层围岩灌浆固结圈隧
ZL 2006 1
中国水电顾问集团华
发明专利
中国
2011-3-16 第 747255 号
张春生,侯靖
洞承载结构及其施工方法
0053917.3
东勘测设计研究院
有效
发明专利 应力解除爆破法
从 2000 年开始,在国家自然科学基金雅砻江水电开发联合研究基金等项目的支持 下,项目组开展科技攻关,形成主要创新成果如下: 1、攻克了超深埋长大水工隧洞成洞及围岩稳定基础理论难题。揭示了 2000m 级超深埋 岩石力学特性及其演化规律,提出了以控制岩体时效性损伤破裂为核心的围岩稳定动态 控制理论;揭示了高差达 3000m 的高山峡谷岩溶地下水运移规律,建立了岩溶管道-裂 隙介质的渗流场动态模拟计算方法,解决了 10MPa 级外水压力下的围岩及衬砌结构渗 透稳定控制难题;构建了以围岩为主体的超深埋水工隧洞承载结构体系,在强度应力比 0.8~2 条件下的隧洞成洞得以实现。 2、研发了超深埋隧洞建设关键技术,首次提出了超深埋隧洞围岩稳定动态支护设计方 法。提出了超深埋长隧洞地应力场宏细观集成分析方法;研发了多尺度岩体力学特性综 合测试技术;发展了适用于深埋条件的围岩分类体系;提出了超深埋隧洞围岩稳定快速 动态反馈分析和支护优化设计方法,首次形成了《超深埋隧洞支护设计指南》,填补了 超深埋隧洞支护设计技术空白。 3、开发了高地应力强岩爆、高压大流量突涌水条件下长大隧洞施工成套技术。提出了 “超前诱导能量释放,时空分序强化围岩”的强岩爆综合防治技术;研发了 10MPa 级 强地下突涌水综合治理技术;首创了 10km 级超长隧洞无轨运输巷道式射流施工通风技 术。克服了 17km 无施工支洞的不利条件,利用洞群协同形成多掌子面、空间分序快速 施工技术,创造了单月单洞开挖 1300m、衬砌 1500m、固结灌浆 8.6 万 m 的世界记录, 实现了超深埋长大水工隧洞群的安全快速施工。 4、构建了超深埋长大水工隧洞建设安全监控体系。建立了高地应力岩爆、地下突涌水 灾害风险集成预警系统,实现了施工期重大地质灾害的及时预测预警;建立了工程区大 范围、长周期地下水运移立体监测系统,和水工隧洞多元信息监控体系,保障了超深埋 长大水工隧洞的长期安全运行。
项目名称:超深埋长大水工隧洞建设关键技术及应用
推荐单位:中国电机工程学会
一、项目简介
锦屏二级水电站是我国西电东送的骨干工程之一。电站利用雅砻江 150km 大河弯天 然落差截弯取直,引水发电,装机容量 4800MW;4 条引水隧洞单洞长 17km,最大开 挖洞径 14.6m,75%洞段埋深超过 1500m,最大埋深 2525m,实测最大地应力 113.87MPa, 岩溶及地下水集中发育,最高外水压力 10.22MPa,最大单点突涌水量 7.3m3/s。引水隧 洞是工程建设成败的关键,潘家铮院士当初有“三峡最大、锦屏最难”的评价。其引水 隧洞是世界上建设规模最大、综合技术难度最高的水工隧洞工程,工程建设面临成洞及 围岩稳定、高地应力及强岩爆、高外水压力及渗流控制等世界级难题。
三、主要完成人情况
排名 姓名 职称 1 张春生 教高 2 陈云华 教高 3 陈祥荣 教高 4 吴世勇 教高
5 冯夏庭 教高
6 周垂一 教高 7 王继敏 教高
8 单治钢 教高 9 任旭华 教授
工作单位 中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司 雅砻江流域水电开发有 限公司 中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司 雅砻江流域水电开发有 限公司
排名 姓名 10 侯 靖 11 曾雄辉 12 杨家松 13 曾新华 14 吴旭敏 15 周济芳
职称 教高 教高 教高 教高 高工 高工
工作单位 中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司 雅砻江流域水电开发有 限公司 中铁二局股份有限公司 雅砻江流域水电开发有 限公司 中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司 雅砻江流域水电开发有 限公司
发明人
发明专利 有效状态
一种用探地雷达首波相位法
发明专利
中国
预报地下水的方法
ZL 2010 1 0297931.4
第 2012-11-21

单治钢,黄世强, 1083543 中国水电顾问集团华
孟繁兴,刘志宏, 有效 东勘测设计研究院
张春生
高压低温三轴溶蚀实验装置
ZL 2012 1
第 1428913 中国水电顾问集团华 彭鹏,单治钢,
二、完成单位情况和主要贡献
(1)雅砻江流域水电开发有限公司,第 1 完成单位 对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:项目主要牵头单位,负责科研、工程建
设和运行管理,并将该成果全面推广应用到锦屏二级引水隧洞工程。 (2)中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,第 2 完成单位
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:主要研发单位,在超深埋水工隧洞成洞 稳定、承载结构体系和高地应力强岩爆、高外水压力及渗流控制等技术方面做出重大贡 献,并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程等。 (3)中国科学院武汉岩土力学研究所,第 3 完成单位
第 994016 号
有效
东勘测设计研究院 侯靖,褚卫江等
发明专利 围岩松驰深度测试方法
ZL 2010 1
第 1173584 中国水电顾问集团华 房敦敏,陈晓江,
中国
2013-4-10
有效
0586030.7

东勘测设计研究院 侯靖等
知识产权 类别
知识产权具体名称
国家 授权号 授权日期 证书编号
权利人
中国科学院武汉岩土力 学研究所
中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司
雅砻江流域水电开发有 限公司
中国电建集团华东勘测 设计研究院有限公司 河海大学
主要技术贡献/曾获国家科技进步奖奖励情况 项目负责人,全面负责项目研究工作,主持创新点 1-4 的研发
项目负责人之一,指导创新点 1-4 的研发
负责创新点 1-2 研发,参与创新点 3-4 研发
参与创新点 1-4 研发 参与创新点 1-2 研发。 2004 年,国家科技进步二等奖,排名第 1,大型岩体工程稳定性和优化的分析方法及应用, 2010 年,国家科技进步奖二等奖,排名第 1,岩石力学智能反馈分析方法及其工程应用;2013 年,国家科技进步奖二等奖,排名第 1,岩爆孕育机制、预警与动态调控方法研究。 负责创新点 3 研发 参与创新点 1-4 研发。 2012 年度,国家科学技术进步二等奖,排名第 9 ,高坝泄洪消能防护和雾化安全技术与应 用,证书编号:2012-J-222-2-03-R09。 负责创新点 4 研发,参与创新点 1-3 研发。 2011 年,国家科技进步奖二等奖,排名第 4,隧道含水构造等不良地质超前预报定量识别及 其灾害防治关键技术,证书编号:2011-J-221-2-02-R04。 参与创新点 1 研发
主要技术贡献/曾获国家科技进步奖奖励情况 参与创新点 1-4 研发 参与创新点 1-4 研发 参与创新点 3 研发 参与创新点 1-4 研发 参与创新点 1-4 研发 参与创新点 2-4 研发
四、推广应用情况:
项目成果全面支撑了目前世界上总体规模最大、综合难度最高的锦屏二级水工隧洞群建设;成功推动了埋深达 2400m 的世界上最
深、规模最大的中国锦屏地下暗物质实验室建设,并在埋深 1677m 的江边等水电站得到了推广应用。
五、曾获奖情况
获奖项目名称 深埋高外水压力水工隧洞关键技术 研究及应用 锦屏二级水电站深埋长大水工隧洞 群建设关键技术
获奖时间
奖项名称
奖励等级
源自文库
主要获奖人
授奖单位
2014
张春生、吴世勇、周垂一、
中国电力科学技术奖 一等奖
发明专利
中国
2014-6-25
有效
及其实验方法
0135924.3

东勘测设计研究院 贾海波
超高压突发性地下水喷涌水
ZL 2004 1
中国水电顾问集团华
发明专利
中国
2007-1-31 第 306577 号
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:参与研发了 10MPa 级复杂形态地下突涌 水综合治理成套技术,共同研究并提出了高压大流量地下突涌水分流减压封堵技术,并 将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 (6)中铁十八局集团有限公司,第 6 完成单位
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:共同研究了消耗和转移岩体内的能量聚 集的超前导洞法,参与提出了“超前诱导能量释放→时空分序强化围岩”的强岩爆综合 防治技术,并推广应用于锦屏二级引水隧洞工程。 (7)中铁二局股份有限公司,第 7 完成单位
中国电机工程学会
王 栋、单治钢
2014
陈云华、张春生、王继敏、
水力发电科学技术奖 特等奖
中国水力发电工程学会
陈祥荣、冯夏庭
复杂大型洞室群稳定性快速动态反 馈分析与闭环优化设计方法 锦屏深埋交通洞设计施工关键技术 研究及应用
2012 2010
中国岩石力学与工程 特等奖
学会技术进步奖
中国电力科学技术奖 一等奖
本成果全面支撑了锦屏二级水电站和最大埋深 1677m 的江边水电站建设;成功推动 了埋深达 2400m 的世界上最深、规模最大的中国锦屏地下暗物质实验室建设。项目直接 经济效益 20 多亿元,社会效益十分显著。
相关成果获得中国电力科技进步一等奖,中国水力发电工程学会和中国岩石力学与
工程学会科技进步特等奖;获授权专利 36 项(发明专利 23 项),国家级工法 1 项,省 级工法 6 项;出版专著 3 部,发表论文 230 余篇(SCI、EI 收录 120 多篇);修编国家和 行业规范 4 部、行业手册 2 部。成果显著提升了水工隧洞工程建设技术水平,对于我国 乃至世界地下工程建设具有重要的里程碑意义。
张春生、冯夏庭、王继敏、 中国岩石力学与工程学会
陈建林、侯 靖
张春生、陈云华、王柏乐、 中国电机工程学会
祁宁春、周垂一
六、主要知识产权目录
知识产权 类别
知识产权具体名称
国家 授权号 授权日期
硬岩强度时间效应的测定方
ZL 2009 1
发明专利
中国
2011-6-8

0154329.2
证书编号
权利人
发明人
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:提出了 10km 级超长隧洞无轨运输独头 掘进施工通风技术,并参与完成了岩爆风险预警系统的研发,并将该成果推广应用与锦 屏二级引水隧洞工程。 (8)中国水利水电第七工程局有限公司,第 8 完成单位
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:参与研发了 10MPa 级复杂形态地下突涌 水综合治理成套技术,共同研制了浆液凝固时间可控、具有抗分散性能的高压堵水灌浆 材料和超高压混合灌浆装置,并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 (9) 中铁十四局集团有限公司,第 9 完成单位
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:在深埋长大引水隧洞和洞室群的安全与 预测方面做出贡献,并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 (4)河海大学,第 4 完成单位
对本项目科技创新和推广应用情况的贡献:在超深埋长大隧洞地下水运移及外水压 力分布规律方面作出贡献,并将该成果推广应用与锦屏二级引水隧洞工程。 (5)北京振冲工程股份有限公司,第 5 完成单位
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